【创新设计】2013高考生物一轮复习资料 专题一 基因工程 新人教版选修3

用心 爱心 专心1 创新设计创新设计 2013 2013 高考生物一轮复习资料高考生物一轮复习资料 专题一专题一 基因工程基因工程 新人新人 教版选修教版选修 3 3 最新考纲 1 基因工程的诞生 2 基因工程的原理及技术 3 基因工程的应用 4 蛋白质工程 实验 DNA 的粗提取与鉴定 考纲解读 1 基因工程的实质 2 基因工程操作的四步曲及其操作实例 3 基因工程在农业 医药生产 疾病诊断和治疗中的应用 4 蛋白质工程的一般操作过程 知识点一 基因工程的概念及基本工具 议一议 限制酶主要存在于原核生物中 它有什么意义 知识点二 基因工程的基本操作程序 用心 爱心 专心2 想一想 什么叫基因文库 建立基因文库有什么意义 看一看 某研究小组在利用基因工程改造棉花时 发现转入的目的基因始终不表达 其原 因可能是什么 知识点三 基因工程的应用 用心 爱心 专心3 想一想 基因治疗是针对什么样的病进行的 知识点四 蛋白质工程 质粒载体 质粒是细菌拟核 DNA 外的环状 DNA 小分子 可在细菌间转移 质粒是常用的转基因载体 病毒载体 病毒很适合用于基因治疗 病毒的蛋白质外壳内能容纳多达 7 500 个碱基的 DNA 片段 当 病毒侵染宿主细胞并在细胞内增殖时 也将重组 DNA 带入到细胞中 病毒已经多次用于基 因治疗的临床实验 这种方法存在的问题是宿主对病毒的免疫反应 用心 爱心 专心4 显微注射法 DNA 可以通过显微注射法转入动物细胞中 下图所示的是目的基因的多份拷贝正通过玻璃 微型吸管注射到受精卵中 转基因小鼠和家畜都是利用这种方法产生的 但是成功率很低 只有 2 3 的受精卵发育成转基因动物 在这些动物中只有一小部分表达了转入的基因 基因枪法 这种方法是利用压缩气体产生的动力将包裹在金属颗粒表面的外源 DNA 打入生物组织中 常用的金属颗粒有金粉粒子或钨粉粒子 一些细胞能像表达自身基因一样表达导入的外源 DNA 学习笔记 自我校对 DNA 重组 体外 DNA 重组 转基因 遗传特性 生物类型 生物产品 限 制酶 限制性核酸内切酶 某种特定核苷酸序列 特定部位的磷酸二酯键 黏性末 10 端 平末端 DNA 连接酶 磷酸二酯键 质粒 小型双链环状 DNA 限制 酶 复制 遗传标记基因 噬菌体的衍生物 编码蛋白质 PCR 技术 启动子 终 21 22 23 止子 农杆菌转化法 显微注射法 插入了目的基因 转录出了 mRNA 抗病 24 25 26 27 28 抗逆 生长速度 品质 药物 器官移植 蛋白质 蛋白质 氨基酸 29 30 31 32 33 34 35 36 用心 爱心 专心5 脱氧核苷酸 37 议一议 限制酶在原核生物中主要是切割外源 DNA 使之失效 从而达到保护自己的目的 想一想 将含有某种生物不同基因的许多 DNA 片段 导入受体细菌的群体中储存 各个受 体菌分别含有这种生物的不同基因 称为基因文库 建立基因文库 便于随时获取目的基 因 看一看 构建基因表达载体时 可能没有加入启动子 想一想 基因治疗一般针对很难用一般药物进行治疗的由基因异常引起的遗传病 用心 爱心 专心6 基因工程的基本操作工具 Error 1 与 DNA 分子相关的酶 1 几种酶的比较 种类 项目 限制酶 DNA 连 接酶 DNA 聚合酶 解旋酶 作用底物DNA 分子 DNA 分子 片段 脱氧核苷酸 DNA 分子 作用部位 磷酸二 酯键 磷酸二 酯键 磷酸二 酯键 碱基对间 的氢键 作用特点 切割目的基因及 载体 能专一性 识别双链 DNA 分 子的某种特定的 核苷酸序列 并 且使每一条链中 特定部位的两个 核苷酸之间的磷 酸二酯键断开 将双链 DNA 片段 缝合 起来 恢复被限制酶切 开了的两个核苷 酸之间的磷酸二 酯键 只能将单个脱氧 核苷酸添加到脱 氧核苷酸链上 将 DNA 两条链之 间的氢键 打开 作用结果 形成黏性末端或 平末端 形成重组 DNA 分 子 形成新的 DNA 分 子 形成单链 DNA 分子 2 限制酶与 DNA 连接酶的关系 限制酶不切割自身 DNA 的原因是 原核生物中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被 修饰 DNA 连接酶起作用时不需要模板 2 载体 1 作用 作为运载工具 将目的基因转移到宿主细胞内 利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制 2 具备的条件 能在宿主细胞内稳定保存并大量复制 有多个限制酶切割位点 以便与外源基因连接 具有特殊的标记基因 以便进行筛选 3 种类 质粒 一种祼露的 结构简单 独立于细菌拟核 DNA 之外 能够自我复制的很小的双链 环状 DNA 分子 噬菌体的衍生物 动植物病毒 提醒 一般来说 天然载体往往不能满足人类的所有要求 因此人们根据不同的目的和 需要 对某些天然的载体进行人工改造 用心 爱心 专心7 限制酶切割位点所处的位置必须是在所需的标记基因之外 这样才能保证标记基因的完 整性 有利于对目的基因的检测 本部分知识多以选择题的形式出现 并且与必修内容联系密切 也可在基因工程综合 题中作为某一具体问题出现 典例 1 2011 浙江卷 将ada 腺苷酸脱氨酶基因 通过质粒 pET28b 导入大肠杆菌并 成功表达腺苷酸脱氨酶 下列叙述错误的是 A 每个大肠杆菌细胞至少含一个重组质粒 B 每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点 C 每个限制性核酸内切酶识别位点至少插入一个ada D 每个插入的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子 解析 将重组质粒导入大肠杆菌中并成功表达 说明大肠杆菌内至少含有一个重组质粒 每个重组质粒都含有目的基因ada 则该重组质粒至少含一个能被该限制性核酸内切酶切 割的位点 限制性核酸内切酶具有特异性 种类不同 识别的位点不同 切割出的黏性末 端也就不同 因此并不是每个位点都能插入 ada 根据题干信息 导入重组质粒的大肠杆 菌成功表达出腺苷酸脱氨酶 说明插入的ada至少表达出一个腺苷酸脱氨酶分子 答案 C 训练 1 下列有关基因工程中限制性核酸内切酶的描述 错误的是 A 一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列 B 限制性核酸内切酶的活性受温度影响 C 限制性核酸内切酶能识别和切割 RNA D 限制性核酸内切酶可从原核生物中提取 解析 考查基因工程中工具酶的有关知识 限制性核酸内切酶的化学成分是蛋白质 它的 活性受到温度和 pH 的影响 限制性核酸内切酶的特点是能识别双链 DNA 中特定的核苷酸序 列 可在特定的位点进行切割 但不能识别和切割 RNA 限制性核酸内切酶主要是从原核 生物体内分离出来的 答案 C 训练 2 如图是利用基因工程技术培育转基因植物 生产可食用疫苗的部分过程示意 图 其中Pst Sma EcoR Apa 为四种限制性核酸内切酶 下列说法错误的是 A 图示过程是基因工程的核心步骤 B 表达载体构建时需要用到限制酶 Sma C 抗卡那霉素基因的存在有利于将含有抗原基因的细胞筛选出来 D 除图示组成外 表达载体中还应该含有启动子和终止子等结构 解析 图示过程为基因表达载体的构建过程 是基因工程中的核心步骤 构建过程中需要 用心 爱心 专心8 将目的基因完整切割下来 此时要用到限制酶Pst EcoR 抗卡那霉素基因是标记基 因 目的是便于鉴定和筛选含有目的基因的细胞 基因表达载体包括启动子 目的基因 终止子和标记基因等 答案 B 基因工程操作程序及与蛋白质工程的比较 Error 基因工程技术生产凝乳酶的过程 1 基因工程的操作程序分析 1 目的基因的获取途径 从自然界中已有的物种中分离出来 如从基因组文库或 cDNA 文库中获取 人工合成目的基因 常用的方法有反转录法和化学合成法 利用 PCR 技术扩增目的基因 通过 PCR 技术可对已获取的目的基因进行扩增 以获取大量的目的基因 2 基因表达载体的构建 提醒 插入的目的基因的表达需要调控序列 因而用作载体的质粒的插入基因部位之前 需有启动子 之后需有终止子 两次使用的限制酶为同一种酶 这样形成的黏性末端碱基之间互补 便于连接 3 将目的基因导入受体细胞 转化 生物种类植物细胞动物细胞微生物细胞 常用方法农杆菌转化法显微注射技术Ca2 处理法 受体细胞体细胞受精卵原核细胞 转化过程 将目的基因插入 Ti 质粒 的 T DNA 上 农杆菌 导入植物细胞 整合到 受体细胞的 DNA 上 表 达 将含有目的基因的表达 载体提纯 取卵 受精卵 显微注射 受精卵发 育 获得具有新性状的 动物 Ca2 处理细胞 感受态 细胞 重组表达载体 DNA 分子与感受态细胞 混合 感受态细胞吸收 DNA 分子 4 目的基因的检测与鉴定 类 型检测内容方 法结果显示 用心 爱心 专心9 导入 检测 目的基因是否进入受体细 胞 DNA 分子杂交 DNA 和 DNA 之间 杂交带 转录 检测 目的基因是否转录出 mRNA 分子杂交 DNA 和 mRNA 之 间 杂交带 分子 检测 翻译 检测 目的基因是否翻译成蛋白 质 抗原 抗体杂交杂交带 个体水 平检测 包括做抗虫 抗病的接种实验 以确定是否有抗性以及抗性的程度 对 基因工程产品与天然产品的功能进行活性比较 以确定功能活性是否相 同 2 基因工程与蛋白质工程的比较 项目 区别 与联系 蛋白质工程基因工程 过程 预期蛋白质功能 设计预期 的蛋白质结构 推测应有的 氨基酸序列 找到相对应的 脱氧核苷酸序列 获取目的基因 构建基因表 达载体 将目的基因导入受 体细胞 目的基因的检测与 鉴定 实质 定向改造或生产人类所需的 蛋白质 定向改造生物的遗传特性 以获得人类所需的生物类型 或生物产品 区 别 结果可生产自然界没有的蛋白质 只能生产自然界已有的蛋白 质 联 系 1 蛋白质工程是在基因工程基础上 延伸出来的第二代基 因工程 2 基因工程中所利用的某些酶需要通过蛋白质工程进行修 饰 改造 本部分知识是高考的重点内容 特别是江苏卷年年都考 理综试题也多有涉及 各省对本部分内容考查要求不同 复习中应引起关注 典例 2 2011 安徽 家蚕细胞具有高效表达外源基因的能力 将人干扰素基因导入 家蚕细胞并大规模培养 可提取干扰素用于制药 1 进行转基因操作前 需用 酶短时处理幼蚕组织 以便获得单个细胞 2 为使干扰素基因在家蚕细胞中高效表达 需要把来自 cDNA 文库的干扰素基因片段正确 插入表达载体的 和 之间 3 采用 PCR 技术可验证干扰素基因是否已经导入家蚕细胞 该 PCR 反应体系的主要成分应 包含 扩增缓冲液 含 Mg2 水 4 种脱氧核糖核苷酸 模板 DNA 和 4 利用生物反应器培养家蚕细胞时 贴壁生长的细胞会产生接触抑制 通常将多孔的中空 薄壁小玻璃珠放入反应器中 这样可以 增加培养的细胞数量 也有利于空气交 换 解析 本题综合考查基因工程 细胞工程和 PCR 技术 意在考查考生对基础知识的理解 胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理可以将动物组织分解成单个细胞 基因表达载体包括启动子 目的基因 终止子 标记基因等 其中启动子和终止子有利于目的基因的表达 标记基因 用心 爱心 专心10 有利于目的基因的检测 PCR 技术中需要原料 4 种脱氧核苷酸 缓冲液 模板 DNA 引物 和耐热 DNA 聚合酶等 在生物反应器中放入多孔的中空薄壁小玻璃珠的目的 一方面有利 于细胞的贴壁生长 避免接触抑制 另一方面有利于气体交换 答案 1 胰蛋白 或胶原蛋白 2 启动子 终止子 3 对干扰素基因特异的 DNA 引物对 TaqDNA 聚合酶 4 扩大细胞贴壁生长的附着面积 训练 3 2011 南京二模 下图表示利用基因工程培育抗虫棉的过程 请据图回答下 列有关问题 1 若限制酶 的识别序列和切点是 GATC 限制酶 识别序列和切点是 G GATCC 那么在 过程中 应用限制酶 切割质粒 用限制酶 切割抗虫基因 2 将通过 过程得到的大肠杆菌涂布在含有 的培养基上 若能够生长说明已导入 了普通质粒或重组质粒 反之则说明没有导入 3 要确定抗虫基因导入后 是否能稳定遗传并表达 需进行检测和鉴定工作 则在个体水 平上的鉴定过程可简述为 经筛选分析 该植株细胞中含有一个携带抗虫基因 的 DNA 片段 因此可以把它看作是杂合子 理论上 该转基因植株自交产生的 F1代中 仍 具有抗虫特性的植株占总数的 4 过程所用的现代生物技术称为 从遗传学角度来看 据细胞通过 过程 能 形成棉植株的根本原因是细胞具有 解析 本题极易出错的部分有 在第 1 小题中没有看清目的基因插入的位置 从而不能确 定用限制酶 还是 来切割质粒还是切割抗虫基因 第 3 小题检测抗虫性状在个体水平上 是否表达 应该让害虫吞食转基因棉花的叶片 观察害虫的存活情况 这个地方也有出错 的 主要没有看清是在哪个水平上进行检测的 在切割质粒时应遵循一个原则 不能同时将两个标记基因切开 至少保留一个 所以只能 用酶 切割 而从目的基因两侧碱基序列可知 只能用酶 才得到含目的基因的 DNA 片段 如果导入了重组质粒 此时重组质粒中四环素抗性基因能正常表达 而氨苄青霉素抗性基 因已被破坏 所以涂布在含有四环素的培养基上 能够生长的话 说明导入了重组质粒 普 通质粒 如果把携带一个抗虫基因的 DNA 片段看作杂合子 可以认为是 Aa 自交产生的 F1中仍具有抗虫特性的植株占总数的比例为 把一个细胞培养成一个植株的技术称为植物 3 4 组织培养 答案 1 2 四环素 3 让害虫吞食转基因棉花的叶片 观察害虫的存活情况 以确定其是否具有抗虫性状 4 植物组织培养 发育成完整个体的全部遗传物质 3 4 选修三 高考必考教材实验 DNA 的粗提取与鉴定 用心 爱心 专心11 Error 1 实验原理 1 DNA 在不同浓度的 NaCl 溶液中的溶解度不同 其中在物质的量浓度为 0 14 mol L 时 最低 2 DNA 不溶于酒精 但是细胞中的一些有机物如蛋白质则溶于酒精 可以用酒精提纯 3 DNA 遇二苯胺 沸水浴 会与之反应呈现蓝色 可用来鉴定 DNA 分子 2 实验流程 取一定量的鸡血细胞液 注入到含有 20 mL 蒸馏水的烧杯中 快速搅拌 加速 提取细胞 的核物质 细胞的破裂 然后进行过滤 DNA 主要存在于滤液中 将物质的量浓度为 2 mol L 的 NaCl 溶液加入到滤液中 并搅拌使之混合均匀 溶解细胞核 内的DNA 使 DNA 充分溶解 贴壁缓缓加入蒸馏水 并轻轻地用玻璃棒沿一个方向搅拌 调整 NaCl 溶液浓 析出含DNA 的黏稠物 度为 0 14 mol L 析出 DNA 滤取DNA 黏稠物用多层纱布进行过滤 DNA存在于黏稠物中 再次溶解 DNA黏稠物用2 mol L NaCl溶液溶解黏稠物 过滤后 加入预冷的体积分数为 95 的酒精 并用玻璃棒沿一个方向缓慢均匀地 过滤析 出DNA 搅拌 析出 DNA 丝状物 取两支试管 各加入物质的量浓度为 2 mol L 的 NaCl 溶液 将丝状物放入其中 溶解DNA 丝状物 一支试管中 并用玻璃棒搅拌 向两支试管中分别加入二苯胺试剂 沸水中加热一段时间 待试管冷却后 看 DNA的鉴定 溶解有 DNA 的溶液是否变蓝 1 做该实验时 不能用猪血代替鸡血 因为哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核 不能提 取 DNA 2 制备鸡血细胞液时 要注意向鸡血中加柠檬酸钠 防止血液凝固 3 涨破细胞的方法 向血细胞中加入蒸馏水 血细胞溶液的浓度大于蒸馏水的浓度 从而 使血细胞大量吸水而涨破 不能用生理盐水 因为血细胞溶液的浓度与生理盐水的浓度相 当 所以血细胞在生理盐水中不能吸收水分 4 两次加入蒸馏水 第一次是为了使血细胞吸水涨破 第二次是为了降低氯化钠的浓度 有利于 DNA 的析出 5 两次析出 DNA 的方法 第一次是加入蒸馏水 降低氯化钠的浓度 促使 DNA 析出 第二 次是加入冷却的酒精 因为 DNA 不溶于酒精溶液 6 鉴定 DNA 时要用两支试管 其中不加 DNA 的试管起对照作用 该试管溶液不变色 另一 支加有 DNA 的试管溶液变蓝色 提醒 选材时注意选用细胞易破碎 DNA 含量相对较高的生物组织 鉴定 DNA 的二苯胺试 剂要现配现用 否则会影响鉴定效果 用心 爱心 专心12 本实验为选修教材的唯一高考必考实验 命题多出现在江苏单科考卷中 但近年理综考试 中也有所涉及 应引起关注 典例 2010 江苏卷 某生物兴趣小组开展 DNA 粗提取的相关探究活动 具体步骤如 下 材料处理 称取新鲜的花菜 辣椒和蒜黄各 2 份 每份 10 g 剪碎后分成两组 一组置于 20 另一组置于 20 条件下保存 24 h DNA 粗提取 第一步 将上述材料分别放入研钵中 各加入 15 mL 研磨液 充分研磨 用两层纱布过滤 取滤液备用 第二步 先向 6 只小烧杯中分别注入 10 mL 滤液 再加入 20 mL 体积分数为 95 的冷酒精 溶液 然后用玻璃棒缓缓地向一个方向搅拌 使絮状物缠绕在玻璃棒上 第三步 取 6 支试管 分别加入等量的 2 mol L NaCl 溶液溶解上述絮状物 DNA 检测 在上述试管中各加入 4 mL 二苯胺试剂 混合均匀后 置于沸水中加热 5 min 待试管冷却后比较溶液的颜色深浅 结果如下表 材料保存温度花菜辣椒蒜黄 20 20 注 越多表示蓝色越深 分析上述实验过程 回答下列问题 1 该探究性实验的课题名称是 2 第二步中 缓缓地 搅拌 这是为了减少 3 根据实验结果 得出结论并分析 结论 1 与 20 相比 相同实验材料在 20 条件下保存 DNA 的提取量较多 结论 2 针对结论 1 请提出合理的解释 4 氯仿密度大于水 能使蛋白质变性沉淀 与水和 DNA 均不相溶 且对 DNA 影响极小 为 了进一步提高 DNA 纯度 依据氯仿的特性 在 DNA 粗提取第三步的基础上继续操作的步骤 是 然后用体积分数为 95 的冷酒精溶液使 DNA 析出 解析 本题主要考查 DNA 粗提取的相关知识 意在考查考生的实验与探究能力 如果 DNA 断裂 就不容易被提取出来 温度主要是通过影响酶的活性来影响生理过程 粗提取得到 的 DNA 中含有少量的蛋白质 可以通过氯仿的特殊功能来去除蛋白质 提高 DNA 纯度 答案 1 探究不同材料和不同保存温度对 DNA 提取量的影响 2 DNA 断裂 3 等质量 的不同实验材料 在相同的保存温度下 从蒜黄提取的 DNA 量最多 低温抑制了相关酶 的活性 DNA 降解速度慢 4 将第三步获得的溶液与等量的氯仿充分混合 静置一段时间 吸取上清液 训练 1 2011 江苏卷 在利用鸡血进行 DNA 的粗提取与鉴定 的实验中 相关叙述 正确的是 A 用蒸馏水将 NaCl 溶液浓度调至 0 14 mol L 滤去析出物 用心 爱心 专心13 B 调节 NaCl 溶液浓度或加入木瓜蛋白酶 都可以去除部分杂质 C 将丝状物溶解在 2 mol L NaCl 溶液中 加入二苯胺试剂即呈蓝色 D 用菜花替代鸡血作为实验材料 其实验操作步骤相同 解析 用蒸馏水将 NaCl 溶液浓度调至 0 14 mol L 时 滤取析出物 将丝状物溶解在 0 015 mol L 的 NaCl 中 加入二苯胺试剂 需沸水浴加热几分钟 才呈蓝色 用菜花替代 鸡血为实验材料 需要对材料的细胞壁进行处理 调节 NaCl 溶液浓度改变不同物质在其中 的溶解度 加入木瓜蛋白酶分解蛋白质都可以去除部分杂质 故 B 正确 答案 B 训练 2 下图为一生物工程的流程图 下列叙述错误的是 A 由 d 细胞形成杂种植株所使用技术的中心环节是形成愈伤组织 B 细胞 a b 到细胞 c 反映出细胞膜的结构特点 即具有一定的流动性 C 同一物种的体细胞杂交与两个不同品种有性杂交 所得后代染色体数不相同 D 若用图示过程制备治疗 SARS 病毒 的单克隆抗体 则 B 淋巴细胞应来自正常人 解析 制备治疗 SARS 病毒 的单克隆抗体时 所需的 B 淋巴细胞应是经 SARS 病毒 免 疫过的 所以 B 淋巴细胞应来自 非典患者 答案 D 训练 3 改编题 如图所示为 DNA 粗提取 实验的相关操作步骤 其操作目的错误的 是 A 是洗涤红细胞 去除血细胞表面的杂质 B 是稀释 NaCl 溶液至 0 14 mol L 析出 DNA C 是选用 2 mol L NaCl 溶液溶解黏稠物中的 DNA D 是纯化 DNA 去除溶于 95 的酒精中的杂质 解析 本题考查 DNA 的提取 意在考查考生的识图能力和分析比较能力 是让血细胞与 蒸馏水混合而使血细胞处于低渗的环境中 细胞因大量吸水而最终破裂 并释放出 DNA 答案 A 1 2011 四川理综 5 北极比目鱼中有抗冻基因 其编码的抗冻蛋白具有 11 个氨基酸的 重复序列 该序列重复次数越多 抗冻能力越强 下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程 示意图 有关叙述正确的是 A 过程 获取的目的基因 可用于基因工程和比目鱼基因组测序 用心 爱心 专心14 B 将多个抗冻基因编码区依次相连成能表达的新基因 不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白 C 过程 构成的重组质粒缺乏标记基因 需要转入农杆菌才能进行筛选 D 应用 DNA 探针技术 可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达 解析 将多个抗冻基因编码区相连成能表达的新基因 合成的蛋白质为新的蛋白质 不能 得到抗冻性增强的抗冻蛋白 故选项 B 正确 过程 是利用反转录法合成目的基因 由于 没有非编码区和编码区中的内含子 不能用于比目鱼基因组测序 用作载体的质粒 必须 具有标记基因才能便于检测和筛选 应用 DNA 探针技术 可检测转基因抗冻番茄中目的基 因的存在和转录 但不能检测是否成功表达 故选项 A C D 错误 答案 B 2 2010 全国 5 下列叙述符合基因工程概念的是 A B 淋巴细胞与肿瘤细胞融合 杂交瘤细胞中含有 B 淋巴细胞中的抗体基因 B 将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌 获得能产生人干扰素的菌株 C 用紫外线照射青霉菌 使其 DNA 发生改变 通过筛选获得青霉素高产菌株 D 自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其 DNA 整合到细菌 DNA 上 解析 基因工程是在生物体外 通过对 DNA 分子进行人工 剪切 和 拼接 对生物的基 因进行改造和重新组合 然后导入受体细胞内进行无性繁殖 使重组基因在受体细胞内表 达 产生出人类所需要的基因产物 所以 B 为基因工程 而 A 为动物细胞工程 C 为诱变 育种 D 无人为因素不属于基因工程 答案 B 3 2010 浙江理综 2 在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中 下列操作 错误的是 A 用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸 B 用 DNA 连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体 C 将重组 DNA 分子导入烟草原生质体 D 用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞 解析 限制性核酸内切酶用于提取目的基因和切割载体 烟草花叶病毒的遗传物质是 RNA 不能用限制性核酸内切酶切割 A 项错误 DNA 连接酶可以连接具有相同黏性末端的 目的基因和载体 B 项正确 受体细胞可以是受精卵和体细胞 也可以是去除细胞壁的原 生质体 C 项正确 目的基因为抗除草剂基因 所以未成功导入目的基因的细胞不具有抗 除草剂的能力 筛选时应该用含除草剂的培养基筛选转基因细胞 D 项正确 答案 A 4 2010 江苏卷 下列关于转基因植物的叙述 正确的是 A 转入到油菜的抗除草剂基因 可能通过花粉传入环境中 B 转抗虫基因的植物 不会导致昆虫群体抗性基因频率增加 C 动物的生长激素基因转入植物后不能表达 D 如转基因植物的外源基因来源于自然界 则不存在安全性问题 解析 抗除草剂基因导入到油菜的染色体后则可以通过花粉传入环境中 转抗虫基因的植 物可杀死无抗性昆虫 对昆虫的抗性具有选择作用 所以会导致昆虫群体抗性基因频率增 加 转基因技术打破了生殖隔离 动物的生长激素基因转入植物后可以表达 来源于自然 界的目的基因导入植物体后 可能破坏原有的基因结构 具有不确定性 外源基因也可能 通过花粉传播 使其他植物成为 超级植物 等 所以转基因技术存在着安全性问题 答案 A 5 2009 浙江卷 下列关于基因工程的叙述 错误的是 A 目的基因和受体细胞均可来自动 植物或微生物 用心 爱心 专心15 B 限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶是两类常用的工具酶 C 人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性 D 载体上的抗性基因有利于筛选含重组 DNA 的细胞和促进目的基因的表达 解析 载体上的抗性基因有利于筛选含重组 DNA 的细胞 但由于它和目的基因是相互独立 的 并不能促进目的基因的表达 答案 D 6 2011 江苏卷 33 请回答基因工程方面的有关问题 1 利用 PCR 技术扩增目的基因 其原理与细胞内 DNA 复制类似 如图所示 图中引物为单 链 DNA 片段 它是子链合成延伸的基础 从理论上推测 第四轮循环产物中含有引物 A 的 DNA 片段所占的比例为 在第 轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的 DNA 片段 2 设计引物是 PCR 技术关键步骤之一 某同学设计的两组引物 只标注了部分碱基序列 都 不合理 如下图 请分别说明理由 第 1 组 第 2 组 3 PCR 反应体系中含有热稳定 DNA 聚合酶 下面的表达式不能正确反映 DNA 聚合酶的功能 这是因为 4 用限制酶EcoR Mbo 单独或联合切割同一种质粒 得到的 DNA 片段长度如下图 1 kb 即 1 000 个碱基对 请画出质粒上EcoR Mbo 的切割位点 解析 1 依据图解特点 第四轮循环产物中可以得到 16 个 DNA 分子 其中有 16 个含引 用心 爱心 专心16 物 B 的单链 15 个含引物 A 的单链 以及一个不含引物 A 的模板链 从图解原 DNA 与引 物 A B 的比例关系分析 经三次复制后开始出现两条脱氧核苷酸链等长的 DNA 片段 2 比较第一组引物的碱基顺序 可以发现引物 与引物 有两对碱基能发生互补配对 形成 局部双链结构而失效 而第二组引物中 引物 折叠后会发生碱基互补配对而导致失效 3 在 PCR 反应体系中 引物首先与模板 DNA 单链互补配对形成局部双链 DNA 片段 然后在 DNA 聚合酶的作用下将单个脱氧核苷酸依次连接到引物链上 4 分析本小题中图解可知 用EcoR 切割质粒只得到长度为 14 kb 的一个片段 说明该酶在质粒上只有 1 个切点 同 理可以推测Mbo 在质粒上有 2 个切点 由图中可以看出同时用两种限制酶切割时得到了 3 个片段 由此可以推测限制酶EcoR 的切点在图中 11 5 kb 的 DNA 片段中 具体切割位 点见答案 答案 1 三 15 16 2 引物 和引物 局部发生碱基互补配对而失效 引物 自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效 3 DNA 聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连续结合到双链 DNA 片段的引物链上 4 见右图 7 2010 天津理综 7 下图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术路线 图 中tetR表示四环素抗性基因 ampR表示氨苄青霉素抗性基因 BamH Hind Sma 直 线所示为三种限制酶的酶切位点 据图回答问题 1 图中将人乳铁蛋白基因插入载体 需用 限制酶同时酶切载体和人乳铁 蛋白基因 筛选含有重组载体的大肠杆菌首先需要在含 的培养基上进行 2 能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控序列是 填字母代号 A 启动子 B tetR C 复制原点 D ampR 3 过程 可采用的操作方法是 填字母代号 A 农杆菌转化 B 大肠杆菌转化 C 显微注射 D 细胞融合 4 过程 采用的生物技术是 5 对早期胚胎进行切割 经过程 可获得多个新个体 这利用了细胞的 性 6 为检测人乳铁蛋白是否成功表达 可采用 填字母代号 技术 A 核酸分子杂交 B 基因序列分析 C 抗原 抗体杂交 D PCR 解析 1 由图示可知 需用Hind 和BamH 限制酶同时酶切载体和人乳铁蛋白基因 因 用心 爱心 专心17 酶切后tetR四环素抗性基因结构被破坏而ampR氨苄青霉素抗性基因结构完好 故用含氨苄 青霉素的选择培养基可筛选含有重组载体的大肠杆菌 2 启动子是一段特殊的 DNA 序列 是 RNA 聚合酶识别和结合的位点 可调控基因的特异性表达 3 过程 表示把重组载体导 入受体细胞的过程 当受体细胞为动物细胞时 常采用显微注射法 4 过程 表示把早期 胚胎移植到代孕母牛子宫的过程 属于胚胎移植技术 5 经过程 得到新个体是细胞全能 性的体现 6 人乳铁蛋白基因是否成功表达 关键看是否有其表达产物即人乳铁蛋白 可 用抗原 抗体杂交法检测该蛋白是否存在 答案 1 Hind 和BamH 氨苄青霉